frp是什么?用处是什么?
是玻璃钢(fiber reinforced plastic)吗?那是一种复合材料
FRP(Fiber Reinforced Plastics)即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体,俗称玻璃钢.
1.什么叫玻璃钢?
玻璃钢是一种塑料,是用玻璃纤维增强的塑料,可用英文字母 FRP表示.塑料,从字面上讲,是指可塑性的材料,现在一般是指人造塑料,即由树脂加上各种添加剂制成的,如果树脂中没有添加任何添加剂则不能称为塑料,只能叫做树脂.因树脂有热塑性和热固性之分,所以塑料也分为热塑性和热固性两种.如果用玻璃纤维去增强热塑性塑料,可称为热塑性玻璃钢:如果用玻璃纤维增强热固性塑料,就叫做热固性玻璃钢.目前生产的玻璃钢主要指热固性而言.如果从材料使用角度来看, FRP是一种复合材料,如果从其本身的复合结构来看,把 FRP又可以看作一种结构.
2、 FRP有哪些特性和不足?
答:FRP有如下特性.
(1)轻质高强
相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比.因此,在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有卓越成效.某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上. 注:比强度即强度除以密度.
(2)耐腐蚀性能好
FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力.已应用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等.
(3)电性能好
是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体.高频下仍能保护良好介电性.微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩.
(4)热性能良好
FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料.在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷.
(5)可设计性好
① 可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性.
② 可以充分选择材料来满足产品的性能,如:可以设计出耐腐的,耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的,等等.
(6) 工艺性优良
① 可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺.
② 工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性.
不能要求一种FRP来满足所有要求,FRP不是万能的,FRP也有以下一些不足之处.
(1) 弹性模量低
FRP的弹性模量比木材大两倍,但比钢(E=2.1×106)小10倍,因此在产品结构中常感到刚性不足,容易变形.
可以做成薄壳结构、夹层结构,也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补.
(2) 长期耐温性差
一般FRP不能在高温下长期使用,通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降,一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在60℃以上,强度有明显下降.但可以选择耐高温树脂,使长期工作温度在200~300℃是可能的.
(3) 老化现象
老化现象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,在紫外线、风纱雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降.
(4) 层间剪切强度低
层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低.可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力,最主要的是在产品设计时,尽量避免使层间受剪.
3、 FRP有哪些生产方法?
答:基本上分两大类,即湿法接触型和干法加压成型.如按工艺特点来分,有手糊成型、层压成型、RTM法、挤拉法、模压成型、缠绕成型等.手糊成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手糊法.
目前世界上使用最多的成型方法有以下四种.
① 手糊法:主要使用国家有挪威、日本、英国、丹麦等.
② 喷射法:主要使用国家有瑞典、美国、挪威等.
③ 模压法:主要使用国家有德国等.
④ FTM法:主要使用国家有欧美各国、日本.
我国有90%以上的FRP产品是手糊法生产的,其他有模压法、缠绕法、层压法等(见第十一章).日本的手糊法仍占50%.从世界各国来看,手糊法仍占相当比重,说明它仍有生命力.手糊法的特点是用湿态树脂成型,设备简单,费用少,一次能糊10m以上的整体产品.缺点是机械化程度低,生产周期长,质量不稳定.近年来,我国从国外引进了挤拉、喷涂、缠绕等工艺设备,随着FRP工业的发展,新的工艺方法将会不断出现
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